| 研究課題/領域番号 |
12J03633
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
市川 尚文 京都大学, 農学研究科, 特別研究員DC1
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| キーワード | 細胞外マトリクス / 接着斑 / ビンキュリン / ビネキシン / メカノセンシング / 細胞生物学 |
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| 研究概要 |
近年、細胞は細胞外マトリックス(ECM)が作り出す細胞外微小環境の堅さを感知して、自身の分化や増殖、運動といった運命を決定していることが明らかになってきた。例えば、間葉系幹細胞はECMが堅いと骨に、柔らかいと神経に分化する。そのため、細胞がECMの堅さを感知する仕組みの解明は、細胞の増殖や分化を調節する必要のあるがん治療や再生医療の技術革新につながると期待されている。現在のところ、細胞はECMとの接着部位に作り上げる接着斑タンパク質複合体にアクチン繊維を繋ぎ留め、ECMの堅さとつりあう張力でアクチン繊維がECMを引っ張っていると考えられている。本研究では、アクチン繊維を接着斑に繋ぎ留める役割を担う接着斑タンパク質ビンキュリンが、ECMの堅さに依存して挙動を変化させるメカノセンサー分子として機能する可能性があると考え、これを検証することにした。本年度は、まずアクリルアミドゲルを用いた堅さの異なる細胞培養基板上で細胞を培養する系を確立し、そのときのビンキュリンのアクチン繊維との結合性について調べた。その結果、ECMが堅いときほどアクチン繊維結合型のビンキュリンが増加していることが明らかになった。また、こうしたECMの堅さ依存的なビンキュリンの挙動の変化に、他の接着斑タンパク質ビネキシンとの結合が必要であることも明らかになった。これらの結果から、ECMが堅い時にはビンキュリンはビネキシンと結合することで、接着斑に繋ぎ留めるアクチン繊維の量を増加させ、強い細胞内張力の発生に寄与していることが示唆された。ECMの堅さの変化で接着斑タンパク質の挙動が変化していることを明らかにした本研究は、細胞がECMの堅さを感知する仕組みの解明に大きく貢献したと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
堅さの異なる細胞培養基板を用いた細胞培養系の構築において、蛍光顕微鏡観察に用いることができる程に非常に薄く、かつ取り扱いの容易な基板を作製することに成功した。この培養基板は生細胞観察にも使用可能であり、今後ECMの堅さを変化させたときの接着斑タンパク質の挙動の変化だけでなく、細胞の増殖、分化などを調べる実験にも利用できることがわかりつつあり、今後幅広い研究の発展が期待できると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、ECMの堅さを変化させたときのビンキュリンの挙動の変化についてより詳細に調べる。具体的にはビンキュリンの接着斑上での安定性や、ビンキュリン分子の構造変化について蛍光顕微鏡を用いた実験を予定している。また、ビンキュリンだけでなく、他の接着斑タンパク質についてもECMの堅さに依存した挙動の変化を検証する。
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